Hvor går kromosomene?
Elevers metaforiske gester i møte med analoge og digitale representasjoner av konsepter i naturfag
Gro Skåland
Masteroppgave i pedagogikk
PEDAGOGISK FORSKNINGSINSTITUTT
UNIVERSITETET I OSLO Våren 2016
Copyright: Gro Skåland 2016
Hvor går kromosomene? Elevers metaforiske gester i møte med analoge og digitale representasjoner av konsepter i naturfag
Gro Skåland
http://www.duo.uio.no
Trykk: Reprosentralen, Universitetet i Oslo
TITTEL:
Hvor går kromosomene?
Elevers metaforiske gester i møte med analoge og digitale representasjoner av konsepter i naturfag
AV:
Gro Skåland
EKSAMEN:
Masteroppgave i pedagogikk. Allmenn studieretning.
SEMESTER:
Våren 2016
STIKKORD:
Læring med representasjoner Begrepsdanning
Naturfagsundervisning Gruppearbeid
Analoge representasjoner Digitale representasjoner Metaforiske gester Simulerende gester Utvidende gester Embodied Interaction Sosiokulturell teori Fenomenologi Situert læring
Klasseromsforskning Interaksjonsanalyse
Sammendrag
Problemområde for denne studien ligger innenfor læring av vitenskapelige begreper i naturfag, og casen som er analysert viser elevers bruk av statiske og animerte representa- sjoner av celledelingsprosessene mitose og meiose. Motivet for å studere denne konteksten har vært et ønske om å kaste lys over hvordan elever bruker gester når de befinner seg i en naturlig klasseromskontekst. Prosjektet har med andre ord en sosiokulturell tilnærming til læring, der bruk av gester er hovedinteressen.
Denne oppgaven har også et teoretisk formål. Sosiokulturell tilnærming til læring har i hovedsak konsentrert seg om tale. Ved å innføre gester i sosiokulturell tilnærming har jeg hatt en intensjon om å vise hvordan metaforiske gester får betydning for teori om begrepsdanning og medierende verktøy.
Temaet belyses ved å se på hvordan elevene løser en konkret oppgave av typen compare &
contrast. Oppgaven er designet for å fremme elevenes bruk av abstrakte begreper fra fagområdet, og er inspirert av Vygotskijs teori. Min fokus har vært rettet mot hvordan elevene bruker gester i møte de ulike typene representasjoner, og hvordan de bruker gester når de sammenlikner konseptene mitose og meiose. Spesielt metaforiske gester har vært løftet opp i analysen. Dette er en form for gester som ofte illuderer bevegelse til fenomener eller ting, og på grunn av konseptene mitose og meiose sin bevegelige karakter har jeg vært interessert i å se om den fikk spesiell betydning.
Dataene jeg har benyttet til studiet opprinner fra forskningsprosjektet Ark & App. Dette er filmopptak av elever i grupper på fire som samarbeider om oppgaven som jeg beskriver ovenfor. De utvalgte episodene viser bruk av ulike typer representasjoner. 1: egne notater og oppgaveark med diagram over mitose og meiose. 2: en sekvensert animasjon. 3. fullanima- sjon av mitose og meiose, egne notater og oppgaveark med diagram over mitose og meiose.
Interaksjonsanalyse har vært min metodiske tilnærming til data. Metoden er inspirert av etnografi, og er følgelig en form som gir mange åpninger for analyse. Ingen kategorier for koding er brukt i analysen - interessen for den metaforiske gesten trådte følgelig frem etter å ha sett igjennom filmene første gang. Min tilnærming har startet i empirien, og fortsatt som
en veksling mellom teori og empiri. Denne tilnærmingen har vært hensiktsmessig for intensjonen om å stille spørsmål til sosiokulturell læringsteori.
Gjennom mikroanalyse av elevenes gester i samspillet med representasjoner demonstrerer denne studien hvordan elevene blir aktive medskapere av representasjoner. Gestene fremføres i stor grad på representasjonene, og trer frem som simulering av bevegelsen i celledelings- prosessene mitose og meiose. Simuleringen tilfører følgelig nye aspekter til representa- sjonene, og dette går igjen uavhengig av typen representasjon. Målet med å gi elevene en compare & contrast oppgave er å stimulere til utvikling av vitenskapelige begreper innenfor området celledeling. Denne prosessen går veien gjennom pseudobegreper, som kjennetegnes ved å se ut som noveller om begreper. Denne studien understreker hvordan gester som simulerer tar form av historier om konseptene. Simulerende gester kan følgelig knyttes til prosessen med å utvikle vitenskapelige begreper. De er en del av et felt der verbale, kinestetiske, materielle og sosiale aspekter arbeider sammen.
Det følger teoretiske implikasjoner med denne måten å studere meningsdanning, fordi sosiokulturelle studier i stor grad har konsentrert seg om tale. Ved å belyse Vygotskij sitt begrep sense argumenterer jeg for å bringe fysiske aspekter ved begrepsdanning inn i sosiokulturelle tilnærminger. Begrepet sense innebærer et blikk på begreper som inkluderer alt i bevisstheten som er relatert til det et ord uttrykker. Ideen om kroppen som bevissthet som geststudier bringer med seg åpner således for at ord også har tilknytning til kroppens bevegelser. Empirien demonstrerer hvordan elevene er aktive med hendene når de lærer begreper. I lys av både teori og empiri kan vi se læring av begreper som aktivering av sense.
Medierende verktøy trer også frem i lyset som noe mer enn broer mellom oss og verden. Den simulerende gesten kan forstås som nye bidrag - representasjonen er i så måte i en dialog med eleven, der både representasjon og elev er i endring. Innholdet i en representasjon er med andre ord i endring til enhver tid. Vurdering av representasjoner bør derfor inkludere et blikk for muligheter til fysisk interaksjon og åpenhet for elevenes egen dramatisering av konsepter.
Innsikten fra denne studien kan bringe med seg ideer til bruk av representasjoner og utvikling av nye. Det ligger potensiale for design av læringsmiljøer i funnene som inviterer til utforming av representasjoner som elever kan være medskapere av.
Forord
Takk til mine veiledere Irina Engeness og Alfredo Jornet. Dere har begge to vist et større engasjement i mitt prosjekt enn jeg hadde forestilt meg var mulig. Dere har lest igjennom utkast etter utkast med tenkeskriving uten avsnitt og vært strukturen i mine grublerier. Takk Irina, for lærerike samtaler om Vygotskij, og Alfredo, for møter på skype med filosofiske utgravninger. Det har vært en utfordrende og lærerik prosess. Så interessant, at jeg kunne startet på nytt med prosjektet i morgen med samme iver.
Jeg vil også takke forskergruppen MEDIATE for å ta meg vel imot. Da jeg deltok i seminar her for første gang gikk jeg ut med følelsen av vind i ryggen - dere viste en interesse for mine ideer som inspirerte til å skrive. Det studentmiljøet dere har lagt til rette for her har også vært en hyggelig ramme for arbeidet. Jeg har satt stor pris på å ha en fast plass å komme til med trivelige studentkolleger, der både faglige samtaler og kaffepauser har gjort dagene gode. Så takk til alle på rommet også.
Dette prosjektet har vært mulig å gjennomføre på grunn av tilgang på datamaterialet fra forskningsprosjektet Ark & App. Takk til både veileder Irina Engeness og prosjektleder Øystein Gilje for det.
Takk til mamma, som har lest korrektur på oppgaven og til og med fant det fornøyelig. Selv jeg synes genitivs s er interessant nå. Takk til pappa, som har lært meg å snekre. Hendene først. Det har jeg lært av deg.
Kjære Jo. Du tror jeg får til. Takk. Du har vært jordingen i familien vår når jeg har vært borte.
Takk for det.
Tirill og Iver har ventet tålmodig på at jeg skulle bli ferdig med oppgaven, og nå er jeg endelig det.
Innholdsfortegnelse
1 Innledning ... 1
1.1 Avgrensning og forskningsspørsmål ... 2
1.2 Oppgavens struktur ... 4
2 Bruk av representasjoner i naturfag ... 5
2.1 Representasjoner som kilde til kognitiv strukturering ... 6
2.2 Representasjoner som motivator for samtale ... 8
2.3 Representasjoner i samspill med gester ... 10
2.4 Oppsummering ... 14
3 Teori ... 16
3.1 Begrepsdanning fra et sosiokulturelt perspektiv ... 17
3.1.1 Begrepsdanning ... 18
3.1.2 Internalisering ... 19
3.2 Det fenomenale i sosiokulturelt perspektiv ... 21
3.2.1 En situert tilnærming til representasjoner som medierende verktøy ... 22
3.2.2 Fra mening til sense ... 25
3.3 Gester - en interaksjonstilnærming ... 27
3.3.1 Forholdet mellom gester og tale ... 27
3.3.2 Metaforer som kroppserfaringer ... 29
3.3.3 Gestenes dobbelte betydning ... 30
3.3.4 Gestene orienterer mot selv og mot andre ... 31
3.3.5 Sosial koreografi ... 32
4 Metode ... 34
4.1 Bruk av data fra forskningsprosjektet Ark & App ... 34
4.2 Deltakere og situasjonsbeskrivelse ... 35
4.3 Case ... 36
4.3.1 Representasjonene ... 38
4.4 Metode for datainnsamling og analyse ... 40
4.4.1 Interaksjonsanalyse ... 40
4.4.2 Enhet for analyse ... 42
4.4.3 Utvalg og behandling av data ... 44
4.4.4 Svakheter ved bruk av andres data ... 46
4.5 Kredibilitet ... 47
4.5.1 Ytre validitet ... 48
4.5.2 Indre validitet ... 49
4.5.3 Reliabilitet ... 50
4.6 Etiske vurderinger ... 52
5 Analyse ... 53
5.1 Episode 1. Gruppe 1 ... 54
5.1.1 Å sammenlikne to abstrakte diagrammer ... 54
5.1.2 Transkribering av bevegelser og tale ... 55
5.1.3 Analyse ... 58
5.1.4 Oppsummering ... 61
5.2 Episode 2. Gruppe 2 ... 62
5.2.1 Å sammenlikne to sekvenserte animasjoner ... 62
5.2.2 Transkribering av bevegelser og tale ... 63
5.2.3 Analyse ... 65
5.2.4 Oppsummering ... 68
5.3 Episode 3. Gruppe 1 ... 69
5.3.1 Å bruke animerte og analoge representasjoner ... 69
5.3.2 Transkribering av bevegelser og tale ... 70
5.3.3 Analyse ... 72
5.3.4 Oppsummering ... 75
6 Diskusjon ... 76
6.1 Innledning ... 76
6.2 Metaforiske gester og representasjoner ... 78
6.2.1 Depiction ... 79
6.2.2 Ceivings ... 81
6.2.3 Gester er en nyskapende del av elevenes læringsprosess ... 83
6.3 Å sammenlikne representasjoner - et felles prosjekt ... 84
6.4 Teoretiske og praktiske implikasjoner ... 89
6.4.1 Gestenes rolle i begrepsdanning ... 89
6.4.2 Elever omskaper medierende verktøy ... 92
6.4.3 Praktiske implikasjoner ... 94
7 Konklusjon ... 96
Litteraturliste ... 98
8 Vedlegg / Appendiks ... 101
8.1 Jeffersons retningslinjer for transkripsjon ... 101
8.2 Resonneringsoppgave om mitose og meiose ... 102
8.3 Tabell over undervisningssekvenser ... 103
8.4 Brev til foreldre og elever ... 104
8.5 Samtykkeerklæring ... 105
1 Innledning
Denne oppgaven skal belyse hvordan elever bruker gester når de lærer begreper med støtte av analoge og digitale representasjoner. Som en introduksjon til problemstillingen kan du prøve denne tanken: La oss si du skal lære begrepet frukt. Det er lett å gå gripe til et eple og en appelsin, veie dem i hånden, kjenne lukten av dem og ta en bit. De kan spises, det er søtt i munnen, og litt surt - de er forskjellige, men begge bærer fellesbetegnelsen frukt. Jeg forteller deg at det du smakte på nå var frukt. La oss si du skal lære begrepet mitose. Prøv å holde det i hånden litt, smake på det - har det en lukt? Å lære abstrakte begreper i naturfag betyr sjelden å gå veien gjennom direkte erfaring. Det betyr imidlertid ikke at elever opphører å være fysisk tilstede sammen med ting - vi er alltid beboere i fysiske og sosiale omgivelser. Elevene kan ikke holde en celledelingsprosess i hånden, men visuelle re-presentasjoner av prosessene har de tilgjengelige, og når det kommer til stykket, hva er egentlig forskjellen på å holde i et eple og se på en tegning? Det er jo lett å svare på, kan man tenke. Et eple holder vi i hånden og smaker på. En tegning ser vi på. Eller? Hva gjør egentlig elever med visuelle representasjoner? Hvordan kan vi snakke om læring uten en kropp?
Som fersk pedagogikkstudent undret jeg meg over hvorfor kroppen var et lite tema i faget på grunnstudiet. Jeg tror det må være på grunn av min bakgrunn som møbelsnekker og tegner spørsmålet dukket opp - en stor del av mitt voksne liv har jeg levd med hendene først. Så kom jeg en dag over en bok som lå slengende i en bokhylle på universitetet - en forlatt paperback som ingen så nytten av lenger. Den het Når kroppen tenker, og er skrevet av lingvisten Drude von der Fehr (2008). Så var det ikke et usynlig tema likevel. Boken ble et vendepunkt og en døråpner til en gren av faget som for meg fremstår som utømmelig.
Gestanalyse er en mulig vei å gå for å utforske hvordan læring er kropp. Forskning på dette området gir grunn til å anta at gester har betydning for vår måte å forstå verden på - selv blinde gestikulerer, også når de snakker med andre blinde (Goldin-Meadow, 2003). En har lenge tenkt at gester er visualiseringer av tale, men funn fra eksperimenter viser imidlertid at gester ikke har samme betydning som tale i alle tilfeller (Goldin-Meadow, 2003). Gester har følgelig potensiale i seg til å bringe mer av elevenes meningsdanning frem i dagen, enn det vi kan få øye på ved å analysere tale. Min studie av elevers bruk av representasjoner skal derfor konsentreres rundt elevenes gester, innenfor en sosiokulturell ramme. Dette er også etterspurt, fordi størsteparten av forskning på gester og læring er gjennomført som
eksperimenter (Roth & Lawless, 2002). Denne oppgaven er en oppfølging av denne forespørselen.
1.1 Avgrensning og forskningsspørsmål
Motivasjonen for studien startet med et ønske om å belyse hvilken betydning gester kan ha for elever når de lærer i en naturlig klasseromsomgivelse. Dette er imidlertid et stort spørsmål, og for å gjøre det mer håndterbart har jeg tatt utgangspunkt i en av Vygotskijs ideer om læring i naturfag; å sammenlikne to ting hjelper elever til å lære abstrakte begreper, fordi aktiviteten inviterer til å utlede essensielle trekk ved konseptene. Elever kan imidlertid ikke sammenlikne abstrakte begreper gjennom direkte erfaring, og det gjør at læring i naturfag synes å være ekstra utfordrende - hva kan elevene sammenlikne? Når vi ikke kan erfare noe direkte kan en annen mulighet være å sammenlikne fenomenet med andre som likner, for eksempel gjennom en metafor, andre observerbare fenomener som likner, eller ved å sammenlikne flere visuelle fremstillinger. I denne casen er det visuelle fremstillinger som er valgt som utgangspunkt for elevenes sammenlikning. Det ligger således implisitt i det foreliggende datamaterialet at det er læring av vitenskapelige begreper ved hjelp av sammenlikning av representasjoner som er tema her. I teorien om kompleksdanning forklarer Vygotskij (2008) sammenlikning av nesten like konsepter som en metode for å utvikle et vitenskapelig språk; tanken er at elevene gjennom de abstrakte vitenskapelige betegnelsene kan løsrive seg fra erfaringsbasert tenkning. Med gester som hovedinteresse, er imidlertid sammenlikning studert som en fysisk aktivitet, i tråd med en annen side av Vygotskijs teori - begrepet sense. Sensebegrepet bringer med seg fysiske og kroppslige aspekter ved begrepsdanning, og av dette trer følgende problemstilling frem:
På hvilken måte er gester en del av elevenes begrepsdanning i naturfag når de bruker ulike visuelle representasjoner som støtte?
I sosiokulturelle studier av læring har en vært oppmerksom på elevenes fysiske interaksjon og bruk av gester tidligere. De gestene som stort sett analyseres her er pekegesten. I gest- forskning diskuteres imidlertid mange former for gester og hvilken rolle disse spiller i sammenheng med tenkning og tale. Den metaforiske gesten er spesielt interessant i så måte, fordi den ofte blir brukt for å beskrive abstrakte konsepter som er i bevegelse (McNeill, 1992). Mitose -og meioseprosessene er bevegelelige fenomener som vi ikke kan erfare
direkte, og den metaforiske gesten er derfor den formen som spesielt skal studeres her. Et utdypende spørsmål til problemstillingen er derfor;
Hvilken rolle har metaforiske gester i elevenes utforsking av ulike visuelle representasjoner?
Elevene i denne casen arbeider med en sammenlikningsoppgave, derfor er det interessant å se på gestenes rolle i arbeidet med å sammenlikne. Følgende spørsmål skal belyse dette:
På hvilken måte tar elevenes gester del i sammenlikningen av konseptene mitose og meiose?
I innledningen introduserer jeg tanken om gester som en potensiell ny ingrediens i sosio- kulturelle studier. Mitt siste spørsmål stilles med andre ord til teori:
Hvordan tar metaforiske gester plass som en del av sosiokulturell læringsteori?
1.2 Oppgavens struktur
Oppgaven er delt inn i kapitler med tilhørende delkapitler på ett og to nivåer. Jeg innleder med gjennomgang av tidligere forskning som er relevant for min studie. Her er tema bruk av flere representasjoner som kilde til kognitiv strukturering, representasjoner som stillas for samtaler og gester i samspill med representasjoner. Kapittelet avsluttes med å peke fremover til den tilnærming til representasjoner og gester jeg bringer med i min studie.
Etter presentasjonen av tidligere forskning følger redegjørelse for teori som vil bli bragt inn i diskusjonen for å belyse mine spørsmål. Første del av teorien omhandler det klassiske sosiokulturelle perspektivet på læring med vekt på Vygotskij. Videre supplerer jeg med teori som belyser hvordan de fenomenale aspektene ved læring skal bringes mer frem i dette sosiokulturelle studiet. Temaene for denne delen er ulike syn på medierende verktøy og en redegjørelse for Vygotskij sitt begrep sense. Siste del av teorikapittelet beskriver min tilnærming til gester som situerte i materielle og sosiale omgivelser.
Metodekapittelet innledes med beskrivelse av deltakere, situasjon og case før interaksjons- analyse som metode for datainnsamling og analyse blir redegjort for. Videre følger et delkapittel om enhet for analyse som følges opp av presentasjon av hvordan jeg har gjennomført analysen. Min gjennomføring blir kritisk belyst under delkapittelet som omhandler svakheter ved bruk av andres data, og til sist vurdering av prosjektets kredibilitet.
Analysen består av tre episoder. Hver episode er presentert i fire seksjoner; en introduksjon, oversiktlige skjemaer som viser transkribert tale og transkriberte gester i form av videoklipp, og selve analysen som består av 2 nivåer som oppsummeres til slutt.
Diskusjonen er orientert rundt de tre forskningsspørsmålene. Første del omhandler forholdet mellom metaforiske gester og representasjoner. Andre del tar for seg hvordan de metaforiske gestene blir en del av elevenes samarbeid om å sammenlikne konseptene mitose og meiose.
Det siste forskningsspørsmålet hører inn under teoretiske implikasjoner, og omhandler gesters rolle i begrepsdanning, samt en diskusjon om medierende verktøy. Avslutningsvis følger noen betraktninger om praktiske implikasjoner, før jeg oppsummerer prosjektet i konklusjonen.
2 Bruk av representasjoner i naturfag
Bruk av flere representasjoner i undervisning har vist gode læringseffekter i naturfag (Ainsworth, 2006). I naturfagsundervisning er evnen til å se sammenhenger mellom flere typer representasjoner av et fenomen også regnet for å være viktig kompetanse, fordi diagrammer og grafer er en fremstillingsform som blir brukt innenfor faget (Jornet & Roth, 2015). Å kunne lese visuelle tegn av denne typen er derfor regnet som innføring i en faglig praksis (Bowen & Roth, 2002). Ett eksempel på en slik oversettelse mellom representasjoner kan være tolkningen av et diagram. Fordi diagrammet er abstrakt i sitt formspråk må meningen i diagrammet fylles inn eller tolkes av brukeren, og elevene blir derfor gitt andre og mer beskrivende ressurser for å kunne gjennomføre dette tolkningsarbeidet. Oversettelsen mellom representasjoner viser seg imidlertid å være en utfordrende oppgave for elevene, og det er derfor viktig å forstå hvordan elever tolker abstrakte representasjoner og hva de gjør når de bruker flere ressurser (Ainsworth, 2006).
Flere studier rapporterer at sammenlikning kan være et vesentlig aspekt ved elevenes bruk av representasjoner, men de har ulike innganger til temaet; kognitiv teori viser til hvordan vi koder informasjon, og antyder at vi har en systematiseringsbias (Gentner 2010), sosiokulturell teori ser imidlertid forholdet mellom representasjoner og elevens læring som tolkning i sosial interaksjon - representasjonen har dermed ikke et fast innhold, men blir til i handlingen (Furberg et.al, 2013).
Hovedfokus for dette studiet er på hvilken måte elevenes fysiske interaksjon med ressursene spiller en rolle i deres sammenlikning. Dette er et område som er lite studert, og noen av de geststudiene som er trukket frem her er derfor ikke gjort i en skolekontekst. Geststudier viser imidlertid at vi bruker mer gester når noe er nytt for oss; elever bruker gester aktivt når de mangler vitenskapelig språk til å forklare en representasjon med (Roth & Lawless, 2002). Det er derfor god grunn til å vie mer oppmerksomhet til elevenes gester i forbindelse med bruk av multiple representasjoner.
2.1 Representasjoner som kilde til kognitiv strukturering
Den mest utstrakte tilnærmingen til effekten av å bruke flere representasjoner har vært studier av representasjonens modalitet, enten lyd -og visualiseringskombinasjoner, eller tekst -og billedkombinasjoner (Ainsworth, 2006). Konseptuell endring blir i så måte forklart som effekter av representasjonen - optimale kombinasjoner av sensorisk stimulans blir antatt å bidra til læring. Et typisk utvalg kan være bilder, tekst, animeringer, lyd, oppgaver, grafer og diagrammer (Ainsworth, 2006).
På hvilken måte kombinerte design støtter læring av biologiske konsepter har for en stor del vært studert i form av effektstudier, der effekten av ulike læringsmidler har blitt målt i elevenes besvarelser (Treagust & Duit, 2008). Ett eksempel er er Adadans (2013) studie av elevers forståelse for partikkelteori; visuelle representasjoner viser effekt på elevenes forståelse, og spesielt animasjoner anbefales, på grunn av fenomenets dynamiske karakter som partikler i bevegelse. Hvorfor denne effekten trer i kraft er et spørsmål effektstudier utelater, men i dette blandete studiet kommer de noe nærmere en forklaring; kombinasjonen av visuelle representasjoner, gruppediskusjoner og journalføring utgjør en samlet effekt, og Adadan (2013) foreslår at denne kombinasjonen inviterer eleven inn i en vitenskapelig tankemåte; å vurdere sin egen tenkning, og se sammenhenger mellom visuelle og verbale representasjoner. Studiet er gjennomført på bakgrunn av elevenes innleverte besvarelser og intervjuer, og sier derfor ikke noe om hvordan elevene kombinerer representasjoner, diskusjoner og egenproduserte tekster - hva skjer?
Gentner (2010) har gjennomført eksperimenter, der barn resonnerer med to nesten like representasjoner foran seg, for eksempel to typer fremkomstmidler; en sykkel og en trehjulsykkel. Studiet konkluderer med at barn har en systematiseringsbias - de søker å finne et større system i representasjonene, og reduserer kompleksiteten i arbeidet ved å skille ut likheter. Barna som deltok i eksperimentet tenderte til å finne fellestrekk som "begge kan bli syklet på", eller "begge kan bli brukt ute" (Gentner, 2010). På den måten hevder Gentner barn kan utvikle begrepssystemer og øke abstraksjonsnivået i tenkningen. For at dette skal virke som intendert er det en forutsetning at representasjonene er planlagt i henhold til en slik struktur. Hun finner at strukturerte representasjoner legger til rette for at elever kan improvisere seg frem til innsikt, helt i ytterkant av den nærmeste utviklingssonen bare ved å bruke sin naturlige tilbøyelighet til å sammenlikne to ting. Modellen går dermed utenom
problemet med forkunnskaper og misoppfatninger. Det rammeverket for strukturkartlegging som Gentner (2010) foreslår er en tilnærming til sammenlikning som går under betegnelsen analog strukturering, og er delt blant mange forskere innenfor forskning på analogifeltet.
Hvordan denne prosessen foregår i læringsprosesser er det imidlertid ikke enighet om (Gentner, 2010).
Forskning på analogi er imidlertid for en stor del gjort i form av laboratorieeksperimenter, der deltakerne får strukturerte fremstillinger som beskrevet ovenfor (Gentner & Smith, 2012).
Metoden kan derfor ikke fullt ut beskrive hvordan vi bruker analogier i naturlig kontekst. For å rette oppmerksomheten mer til naturlig kontekst har Gentner & Smith (2012) gjort en gjennomgang av hvordan forskere gjennom historien har forklart uventete oppdagelser.
Arbeidet bringer frem en beskrivelse av hvordan metaforer blir brukt for å forklare vitenskapelige funn - når vi mangler et relevant system å sammenlikne med, bruker vi alternative forklaringer som er kjent. For eksempel sammenliknet Robert Boyle molekylær bevegelse med løv som svirrer rundt i vinden.
Her er med andre ord analogien basert på et mønster der de to representasjonene ikke deler noen virkelige egenskaper, men refererer til hverdagserfaringer av en sammenliknbar form for bevegelse. Metaforer kan således fylle rollen som sammenlikningsgrunnlag (Gentner &
Smith, 2012). Når elever sier at en celle ”går”, kan vi med andre ord forstå setningen som analog tenkning.
Liknende funn er gjort i en klasseromstudie av hvordan elever konstruerer kausale skjema for temperaturlikevekt (diSessa, 2014). Uttrykk som "å arbeide hardere" synes å representere en hverdagsforståelse for motstand i elektrisk strøm. diSessa poengterer imidlertid at referanser til fenomenal erfaring kan vise veg både mot forståelse og mot misforståelse - elevene velger av og til å forklare irrelevante aspekter ved et fenomen, eller bruker metaforer fra erfaringsverdener som ikke er egnet til å bygge videre på.
Det kan på den annen side stilles spørsmål ved om vi alltid velger metaforanalogier. Til nå har både analog resonnering og metaforer blitt behandlet som kognitiv aktivitet med høy grad av agens. Gentner & Smith (2012) hevder imidlertid analogier kan aktiveres utenfor intensjon, og logiske begrepssystemer, og etterspør derfor mer kunnskap om hvordan vi bruker analogier i naturlig kontekst - hva skjer i klasserommet? Studier med sosiokulturell
tilnærming er i større grad opptatt av dette spørsmålet.
Begrepet analogi er ikke en del av sosiokulturell forsknings vokabular, men bruk av flere representasjoner er et tema som går igjen, og metaforer er også tatt opp som tema i et av de studiene som er valgt ut her.
2.2 Representasjoner som motivator for samtale
Også her er det enighet om at flere representasjoner fungerer godt i naturfagsundervisning. I sosiokulturell teori omtaler en læring som meningsdanning - et begrep som gjenspeiler ideen om at eleven er aktiv i sin tolkning av representasjoner (Furberg & Arnseth, 2009). Med denne tilnærmingen blir tenkning forstått som mediert av kulturelle verktøy - representasjoner hjelper elever i deres tenkning. Spørsmålet om hvordan elevene bruker representasjoner er således interessant.
En stor del av sosiokulturell forskning har analysert interaksjon rundt representasjoner, og i motsetning til kognitive studier er disse mindre orientert omkring selve fremstillingens kvaliteter - de legger vekt på hvordan samarbeidet rundt representasjonene tar form, samtidig som hovedfokus er holdt på analyse av tale (Goodwin, 2000). Det er gjort flere studier av læringsplattformen "viten.no" med dette utgangspunktet, og ett prosjekt viser hvordan elever drar nytte av tre sekvenserte representasjoner av proteinsyntese i sin samtale, og gjennom dem blir i stand til å snakke om et tema som de ikke har kunnskap om fra før.
Studien viser hvordan medierende verktøy som animasjoner kan fungere som stillas i elevenes samtale, slik at samtalen kan foregå på et høyere faglig begrepsnivå enn det de kunne fått til uten (Furberg & Arnseth, 2009). Elevene tok også i bruk ressurser som notater og tegninger - supplerende ressurser som elevene tok aktivt i bruk gjennom sin samtale. Dette studiet følger en gren av sosiokulturell teori, der læring og tenkning forstås som mestring av diskurs (Furberg & Arnseth, 2009). Tegn har meningspotensiale, men har oppstått i kulturen over tid, og er derfor tolket, forhandlet og redefinert på nytt i den spesifikke konteksten. Å vurdere elevenes kunnskapsnivå har derfor ikke mening. Representasjonen blir på den måten sett som et bakteppe for samtale - det er talen som genererer forståelse for konseptet. Studier som dette gir verdifull kunnskap om hvordan flere representasjoner kan bidra til å utvikle et rikere faglig språk.
Representasjonene med sine ulike kvaliteter og bruken av dem, kommer imidlertid i bakgrunnen for ideen om kompetent deltakelse i en diskurs. Som Furberg, Kluge &
Ludvigsen (2013) poengterer er en representasjon mer enn et lager av eksperterfaring;
elevene er aktive i forhold til den, og meningsdanning kan bli forstått som den aktiviteten som foregår rundt fremstillingen - læring skjer i praksis (Furberg et.al, 2013). Deres studie legger vekt på hvordan diagrammer blir sosiale og kognitive ressurser i elevenes arbeid.
Utdragene av interaksjonsanalysen som er presentert viser hvordan elevene bruker diagrammet som et referansepunkt for diskusjon. De peker på arket og forhandler om sammenhenger, og spesielt innføring av en komplementær representasjon stimulerte til samtale. På hvilken måte de to diagrammene visualiserer solcellepanelet blir poengtert som en mulig grunn til den stimulerende effekten. Det ene diagrammet viste panelet statisk, og det andre viste solcellepanelet som en prosess - forskjellen mellom de to diagrammene fikk en sentral rolle i deres samtale - divergerende fremstillinger blir således forstått som stimulering til forhandling om meningsinnhold. På den måten blir representasjonen et samlende element for felles meningsdanning.
I denne studien blir elevenes peking tolket som tegn som understøtter talen - de peker for å understreke hva som er tema og hva deres forklaringer betyr, og i tråd med sosiokulturell tradisjon blir vegen til konseptuell forståelse forstått som "oversettelsen" fra dagligspråk til vitenskapelig språk (Furberg et.al, 2013). Skriftlig formulering av muntlig språk er oversettelse som krever overgang til en mer strukturert fremstilling og bruk av fagbegreper.
Elevene i denne studien hadde problemer med denne oversettelsen, og Furberg et.al (2013) foreslår at dette kan ha sammenheng med at elevene ikke bruker diagrammene til å peke på når de går over til skriftlig formulering - verktøyet for tenkning er tatt bort. En annen forklaring kan være den skriftlige formens krav til mer korrekt språkbruk.
Roschelle (1992) påpeker på den annen side at hverken sosial handling i form av samtaler eller ulike kombinasjoner av representasjoner kan gi tilstrekkelig forklaring på hvordan felles meningsskaping kan skje - hva bringer eleven med seg inn i konteksten? Hvordan konstruerer elever mening sammen? Dette er spørsmål Roschelle stiller i sin studie, der analysen tar for seg hvordan elever bringer frem metaforer fra hverdagserfaring til felles vurdering. Elevene i studiet arbeider med en interaktiv representasjon av konseptene hastighet og akselerasjon.
Datamaterialet som er presentert viser at elevenes tale i dette studiet får lite mening isolert
sett - meningen oppstår i stor grad i form av gester på skjermen. Elevene tegner for eksempel opp alternative forklaringer på skjermen som de bruker til å sammenlikne illustrasjonen med.
Denne formen for gest synes å ha karakter av tur-taking; den enes gest stemmer overens med den andres foregående tolkning. Elevene brukte metaforer for kroppsopplevelser når de snakket om sin nye forståelse for akselerasjon, slik som "å dytte". Metaforen "dytte" synes imidlertid ikke å dekke helt den bestemte formen for "dytting" - gestene viste en helt bestemt form for "dytt". Gesten var i så måte en viktig del av budskapet.
Materialet i Roschelles (1992) studie synes å vise at gester har en sentral rolle i elevenes meningsdanning, kombinert med bruk av metaforer. I tråd med annen sosiokulturell forskning tolker imidlertid Roschelle representasjoner som sosiale verktøy, og gestenes betydning kommer derfor ikke frem som en del av analysen. Metaforene blir forstått som referanser til en felles opplevd verden, som kan koordinere samarbeid (Roschelle, 1992).
Gestene blir behandlet som et vedheng til talen, og metaforene blir behandlet likeså - Roschelle oppfatter kroppsmetaforer som verktøy med potensiale for konvergens - gjennom å vise til en erfart verden som er felles for de fleste mennesker, øker sjansen for å komme til enighet. Det er imidlertid god grunn til å vurdere gester som mer enn en del av talen.
Forskning på gester gir signaler om at gester har mening som kan overskride innholdet i tale (Goldin-Meadow, 2003).
2.3 Representasjoner i samspill med gester
Størsteparten av forskningen på gester har foregått i laboratoriene, med fokus på forholdet mellom tale og gester. Studier av hvilken rolle gester spiller i klasseromskontekst er derfor etterspurt (Ardenghi & Roth, 2005). En første konsekvens av å studere gester i kontekst er ideen om gester som en del av konteksten, og i skolen er ofte grafiske fremstillinger av vitenskapelige fenomener en del av denne. Ett eksempel på hvordan profesjonelle bruker grafer er beskrevet av Bowen & Roth (2002). De har gjort en etnografisk studie av hvordan miljøaktivister presenterer grafiske fremstillinger av endring i vannstand. For å forklare grafen refererer gestene til vannteknikeren i retning av det utstyret som brukes i målingsarbeidet - en flytende innretning som registrerer vannstand, koblet til tegneutstyr.
Normalt vil tid refereres til fra venstre mot høyre, som urviserens gang. Teknikerens tale "this way is time" blir imidlertid poengtert i gest fra høyre til venstre. Studiet av deres praksis kan
forklare gesten; når registreringspennen beveger seg på papiret, blir papiret skjøvet mot venstre.
Studiet poengterer hvordan gester ofte refererer til tidligere erfaringer, og ikke direkte til talen, og understreker viktigheten av å studere gester. En kan imidlertid ikke forvente at elever som skal lære noe helt nytt, har erfaringer som er på et faglig nivå, slik som denne vannteknikeren viser. På hvilken måte kommer erfaringer til syne i elevenes gester i en skolekontekst? Målet med bruk av representasjoner er gjerne å hjelpe eleven til å utvikle vitenskapelige begreper.
For å studere forholdet mellom gester, representasjoner og utvikling av vitenskapelige begreper nærmere, har Roth & Lawless (2002) gjort nye analyser av gamle studier gjennomført over en 10 års periode. I en av disse studiene står elevene overfor en oppgave som likner oppgavene i studiet til Roschelle (1992). De bruker et modelleringsverktøy som gjør det mulig å manipulere objekter for å visualisere fenomenene kraft, aksellerasjon og hastighet. Studentene ble bedt om å beskrive og forklare fenomener som de satte i gang ved å manipulere hastigheten i programmet. Igjen er metaforer et tema, men denne gangen i form av metaforiske gester - Roth & Lawless beskriver hvordan elevens gester viser deres hypoteser om hva som vil skje - fingeren føres over skjermen og indikerer hvor ballen som har fått en overføring av kinetisk energi "her" (peker på ballen), vil bevege seg. Ballens bane blir tegnet opp med fingeren over skjermen, og følger samme spor som de har observert simuleringen gjøre tidligere i arbeidet.
Det abstrakte konseptet "kinetisk energi" blir demonstrert med metaforiske gester uten at eleven har begreper for fenomenet, og eleven har utført en bevegelse over skjermen, som er en kopi av programmets visning. På den måten utvikler eleven en semantisk modell av fenomenet før de har ord for det - episoden blir med andre ord tolket som mer enn en synliggjøring av samtalens objekt; bevegelsen blir tolket som meningsfull i seg selv på et biologisk nivå (Roth & Lawless, 2002). I mangel av erfaring som de kan sette i spill når de bruker programmet, kan med andre ord programmer som simulerer bevegelse vikariere.
Representasjonen trigger gester som i seg selv er meningsfulle på et biologisk nivå - gester blir med andre ord forstått som aktivering av bevegelsessenteret i hjernen hos eleven (Alibali et.al, 2014). Studiet til Roth & Lawless (2002) beskriver hvordan elever ikke bare henter
frem erfaringer, men også skaper nye med sine gester på bakgrunn av en representasjon.
Representasjonen overfører i så måte kunnskap til eleven, via gester. Studiet indikerer at elevene konstruerer mening som følge av representasjonen.
Det gjenstår imidlertid et spørsmål om hva eleven bringer med seg inn i denne situasjonen; er det alltid slik at elever tar imot læringsmateriell uten å forandre på dem? De to studiene som er tatt opp til nå viser hvordan gester som utføres i kombinasjon med en representasjon både kan referere til tidligere erfaringer og skaper nye erfaringer. De to studiene beskriver disse fenomenene hver for seg, men kan det være at gester både viser til tidligere erfaringer og skaper nye erfaringer samtidig?
Jornet & Roth (2015) bringer oss ett skritt nærmere dette spørsmålet. Deres studie av elevers bruk av multiple representasjoner viser hvordan en representasjon - en sprayboks - gav erfaring som kunne overføres til mer abstrakte representasjoner, som diagram over en varmepumpe. Studien er gjennomført som eksperiment i laboratoriet, men deltakerne arbeidet på samme måte som i et vanlig klasserom, i grupper og med lærer tilstede. Forskerne konkluderer med at en representasjon er en re-presentasjon først når eleven har en erfaring.
Før erfaringen har funnet sted kan en representasjon bare fylle rollen som presentasjon - en første erfaring. Bruk av flere representasjoner synes å gi eleven mulighet til å veksle mellom dem, slik at en presentasjon (sprayboksen) gir erfaringer som kan bli re-presentert i den andre, mer abstrakte fremstillingen av varmepumpens prinsipper. Med andre ord fungerer den ene presentasjonen til å skape erfaring, mens den andre henter frem denne erfaringen. Eller sagt på en annen måte; den abstrakte representasjonen blir tolket på bakgrunn av erfaringen med sprayboksen.
Denne figur/grunn sammenhengen kan oppfattes som en form for sammenlikning. To representasjoner kan fungere som både erfaring og gjenhenting innenfor et kort tidsrom, men studiet foreslår ikke at dette foregår samtidig. For å kunne bruke denne erfaringen til å tolke abstrakt representasjon, oppstod det et gap mellom erfaringen og elevenes faglige vokabular.
Her var læreren en viktig ressurs - i samtalen fikk elevene hjelp til å sette faglige termer på sin erfaring. På den måten fikk også representasjonen ny mening - språket strukturerer og endrer den betydningen representasjonen og erfaringen med sprayboksen får for dem. Selv om forskerne analyserer elevenes pekegester i forbindelse med bruk av sprayboksen synes
at sprayboksen er en så håndfast mulighet for erfaring. Ofte har ikke elever slike muligheter;
de har fremfor seg representasjoner som ikke kan tilby den grad av sanselighet som elevene i denne studien fikk muligheten til å oppleve. På hvilken måte blir så en presentasjon til en re- presentasjon i en ordinær klasseromsetting?
En studie som kan si noe om hvordan en representasjon kan være både presentasjon og re- presentasjon samtidig, er gjort av Alibali et. al. (2014). De har studert hvordan lærere bruker gester i matematikktimen for å vise sammenhenger mellom ideer. I matematikk er relasjonene mellom ulike regnearter regnet for å være viktig for dyp kunnskap. Deling, multiplikasjon og subtraksjon forstås bedre når operasjonene forklares på bakgrunn av hverandre. Med tanke på fordelene presentasjon av flere representasjoner samtidig kan ha når vi ser til kognitiv teori, forventet Alibali et.al. (2014) å finne bruk av gester utført simultant - dette oppstod svært sjelden. For å vise til sammenhenger brukte lærerne stort sett pekegester i sekvenser. Når lærerne demonstrerte regnearter isolert, forekom imidlertid gester som simulert handling, som betegnes som en form for metaforisk gest. Den matematiske representasjonen x - 1 ble simulert som bevegelse i rom.
Selv om det ikke er mulig å være sikker, antar Alibali et. al (2014) at bevegelsen, som av studenten ville bli observert som bevegelse fra høyre til venstre, simulerer subtraksjon langs en tall-linje. På den måten er representasjonen x-1 både en re-presentasjon og en presentasjon samtidig - lærerens simulering legger til informasjon om bevegelse langs en akse, som eleven lettere kan relatere til egen erfaring.
Dette funnet harmonerer med andre funn i studien, som sier at læreren bruker mer gester når nytt materiale gjennomgås, eller når eleven trenger det mest - det synes som om læreren er sensitiv til når elevene trenger presentasjon for å kunne tolke en re-presentasjon, for å si det med Jornet & Roth (2015) sitt vokabular. Studien viser hvordan gester i mange tilfeller utvider meningsinnholdet i en representasjon i konkret forstand, en form for gester omtalt som extending gestures (utvidende gester ) i en studie av læreres bruk av gester i undervisning der fotografier ble brukt som ressurs (Ardenghi & Roth, 2005). Et annet eksempel på dette fenomenet er funnet i en studie av tolkning av kunstverk i museum (Steier et.al, 2015). Et av funnene viser interaksjonen mellom tre gjester og et maleri med tittel Christian II signing the Death Warrant of Torben Oxe; de forsøker å tolke hva blikkene til de portretterte kan bety. De følger blikkene og peker på det området de tror er målet, og en av
deltakerne demonstrerer tolkningen ved å flytte seg til dette stedet idet han uttaler "...there´s somebody standing right about here". Hendelsen poengterer hvordan deltakernes forestillingsevne i stor grad aktiveres når de tolker verket, og i deres tolkning synes rommet rundt maleriet å få betydning - det todimensjonale bildet får tredimensjonale kvaliteter.
Episoden beskriver hvordan sammenlikning i tolkningsarbeidet ikke bare gjøres med pekegester, men at utvidende billedgjørende kroppsbevegelser får rollen som alternative forklaringer. Utvidelse av mening skapt på denne måten trer frem som en særhet for todimensjonale kunstverk i denne studien, og antyder derfor at bruk av statiske og todimensjonale representasjoner i naturfag kan ha den samme virkningen.
To særtrekk ved studien er verdt å merke seg; det faktum at deltakerne tolker kunstverket på en så fysisk måte som de gjør, indikerer at muligheter for fysisk interaksjon kan spille en rolle i elever sitt samarbeid ved bruk av representasjoner. Forskerne trekker også frem viktigheten av å se på gester og representasjoner i samspill, fordi gestene som ble utført i eksempelet åpenbart utføres på bakgrunn av et bilde.
2.4 Oppsummering
Både tolkning av enkelte representasjoner og sammenlikning er viktige aspekter ved bruk av flere ressurser. Av den grunn er ikke alle studiene referert til her begrenset til bruk av flere representasjoner. I kognitive studier utpeker to ulike former for sammenlikning seg;
sammenlikning av to nesten like representasjoner, som trigger bruk av abstrakt språk, og bruk av metaforer knyttet til grunnleggende kroppsopplevelser. Den første en sammenstilling av to fysiske objekter, og den andre en figur/grunn sammenlikning, der gjenhenting av tidligere erfaring representerer grunn. Disse studiene fokuserer på hvordan vi prosesserer informasjon, og legger derfor ikke vekt på læringsprosessenes mer ustabile kvaliteter.
I denne studien tar jeg en sosiokulturell tilnærming, og med det blikket får en representasjon betydning i en kontekst, med ulike mennesker tilstede, og vil derfor bære mer preg av tolkning enn av prosessering. Jeg vil allikevel bringe med meg ideen om at vi har en kroppslig hukommelse.
Sosiokulturelle studier av elevers bruk av multiple representasjoner har til nå hatt stor vekt på diskurs, og hvordan denne bringer frem hverdagserfaringer som elevene tolker de vitenskapelige begrepene med. Representasjonene kommer imidlertid i skyggen for samtalene i disse analysene, og jeg vil derfor se på hvordan hverdagserfaringer kommer til syne i fysisk interaksjon med representasjonene.
På den måten bringer jeg inn den fenomenale verden i en sosiokulturell studie. Noen geststudier har sett på hvordan gester fremmer kunnskap på et biologisk nivå. Jeg tar med meg oppfatningen om at vi har en kroppslig hukommelse, men i tråd med annen sosiokulturell tilnærming til læring vil jeg myke opp grensene mellom denne erfaringen og elevenes omgivelser. Representasjoner, mennesker og gester vil bli sett som en helhet i dialog, på linje med studiet til Steier et. al (2015).
Betydningen av gester vil med andre ord tolkes i lys av konteksten - jeg skal derfor studere gestenes betydning for mening i representasjoner og mellom representasjoner med et fenomenologisk blikk, i tråd med Vygotskijs dialektikk; tegn som får sin mening på bakgrunn av den helheten de opptrer i.
3 Teori
I review kommer det frem at bruk av flere representasjoner er en effektiv metode for læring i naturfag (Ainsworth, 2006). Hvorfor disse fungerer godt gir imidlertid ikke effektstudier svar på. Kognitive studier som søker svar på hvorfor-spørsmålet ser til kunstig intelligens- forskning for å få ideer til hvordan menneskehjernen systematiserer informasjon (Gentner, 2010). Disse studiene er imidlertid eksperimenter i laboratorium, og kognitive teoretikere som Gentner & Smith (2012) etterspør derfor studier i naturlig kontekst. Til dette er sosiokulturell teori et naturlig valg. Sosiokulturell teori tilbyr et vokabular for å snakke om representasjoner og sosial interaksjon. Dette er relevante fokusområder i en studie av gester. I studier av gester synes det å være enighet om at elever bruker mer gester når noe er nytt; de bruker gester aktivt når de mangler språk til å forklare en representasjon med (Roth &
Lawless, 2002). Det er derfor god grunn til å inkludere gester i teori som skal belyse elevenes bruk av representasjoner, og gi dem en plass som bevegelser vi bruker når vi tenker.
Sosiokulturell teori har oppmerksomheten rettet mot hvordan elever bruker representasjoner - de er hjelpemidler som bistår eleven i deres tenkning, og omtales ofte som medierende verktøy (Säljö, 2000). I denne studien skal jeg bruke Vygotskij som utgangspunkt, og dette er en teori som har tale som fokusområde. Studien her gir imidlertid gester en plass i læringskonteksten, og det innebærer en større oppmerksomhet omkring to aspekter som ikke er i utbredt bruk i sosiokulturell teori: Gester tolket som semiotisk betydning og hypotesen om kroppslig kognisjon. Når kroppens rolle i læring skal inkluderes krever det bruk av ideer fra flere teorier. Dette kapittelet er derfor en samling av teori som supplerer hverandre.
I første del skal jeg ta for meg den klassiske sosiokulturelle tilnærmingen til begrepsdanning med vekt på ideene til Vygotskij i Tenkning og Tale. Under punkt 3.3. vil begrepsdanning bli belyst ytterligere med Vygotskijs begrep sense, som beskriver den fenomenale opprinnelsen til begreper. Videre skal jeg diskutere og gjøre rede for transaksjonsperspektivet på kognisjon og medierende verktøy - en tilnærming som er i tråd med en fenomenal tilnærming til kropp og kognisjon. En fremstilling av begrepenes mening og sense følger videre av denne diskusjonen.
Når temaene sense og transaksjonsperspektivet på medierende verktøy er omtalt er grunnen
interactionism. Denne tradisjonen ser gester som del av et felt av betydninger som også inkluderer tale og representasjoner, og er derfor et godt valg for denne studien som nettopp skal si noe om representasjoner, gester og begrepsdanning.
3.1 Begrepsdanning fra et sosiokulturelt perspektiv
Å ta et sosiokulturelt perspektiv på læring innebærer ideen om læring som et kulturhistorisk fenomen (Roth & Jornet, 2013). Med denne tilnærmingen ses representasjoner som et medierende verktøy som kan støtte elever i deres samtale. Språket blir da det egentlige verktøyet for tenkning - representasjonen medierer. Å lære er i så måte sidestilt med språkutvikling. Både språket og de representasjonene vi bruker har opphav i kulturen, og praksis for bruk av begreper og medierende verktøy er derfor regnet for å være grunnleggende sosial. Å lære er en sosial prosess.
Å studere representasjoner som del av sosiale prosesser innebærer fokus på naturlig kontekst, slik det er gjort i denne studien, der elevene sitter i en gruppe og løser en oppgave. Felles for sosiokulturell tilnærming er ideen om at læring av vitenskapelige begreper er grunnleggende sosial, og tilhører den systematiske tankemåten som brukes i skolen (Säljö, 2000). Fra et sosiokulturelt perspektiv betyr følgelig læring av abstrakte begreper i naturfag, evne til å delta i det kulturelle fellesskapet i skolen, eller et fagmiljø, og omtales derfor også som situert (Roth & Jornet, 2013). Andre fellesskap ville definere læring som noe annet - mestring av et fellesskap rundt et fotball-lag ville kreve andre begreper enn i naturfagstimen. Læring er med andre ord en innføring i hvordan en handler og resonnerer i en kultur, og kan derfor ikke forklares som medfødte egenskaper, eller kunnskap konstruert i isolasjon. Denne tilnærmingen til læring er inspirert av navn som Leontiev og Marx, og tituleres med begrepet kulturhistorisk teori (Roth & Jornet, 2013). Læring sett fra dette perspektivet betyr evne til å delta, og oppfylle forventninger fra det kulturelle fellesskapet i skolen, et fagmiljø eller andre institusjoner (Säljö, 2000). I profesjonelle kulturer er dette et aktuelt tema - fagdisipliner har visse verktøy som det er nødvendig å mestre, for eksempel grafiske fremstillinger av statistikk (Säljö, 2000). Fordi skolen fungerer som forberedelse til deltakelse i profesjonsmiljøer klargjør dette synet betydningen av representasjoner som noe mer enn kunnskapsformidling - å kunne lese abstrakte diagrammer innebærer evne til å delta. Å delta forutsetter også å lære de fagbegrepene som tilhører den praksisen en elev skal innføres i, og begrepsdanning er derfor et viktig tema her. Hovedfunksjonen til en representasjon ses som
en støtte for å bringe elevenes bruk av fagtermer opp på et høyere nivå enn de ville klare uten (Engeness & Edwards, 2016).
Den kulturhistoriske og sosiokulturelle tilnærmingen til begrepsdanning som er presentert i review har tolket bruk av representasjoner som stillas for meningsdanning eller oversetting fra spontane til vitenskapelige begreper (Furberg et.al, 2013). Den teoretiske tilnærmingen i min studie skal følge opp fokuset på begrepsdanning som sosial prosess, men utvide med en større oppmerksomhet rettet mot de materielle og fysiske sidene ved prosessen. Jeg innleder med å redegjøre for teori om begrepsdanning, før jeg følger opp med å inkludere teori som kan belyse de materielle og kroppslige sidene ved begrepsdanning.
3.1.1 Begrepsdanning
Vygotskij (2008) beskriver hvordan vitenskapelige begreper i skolefagene læres i en prosess, der elevene bruker sine spontane begreper for å forklare de nye. Ord som betegner hverdagserfaringer er det Vygotskij omtaler som spontane begreper, og ord som tilhører fag, slik som begrepet reduksjonsdeling er eksempel på et vitenskapelig begrep. Det betyr at utgangspunktet for å lære et vitenskapelig begrep er spontane begreper. Forholdet er imidlertid ikke hierarkisk; Vygotskij forklarer begrepsutvikling som et dialektisk forhold mellom spontane begreper og vitenskapelige begreper. Vygotskij beskriver denne prosessen analogt til hvordan annenspråksinnlæring skjer i skolen: det norske ordet "eple" er utgangspunktet for det engelske ordet "apple". Vi erstatter ikke det norske ordet med det engelske, men de to lever side om side. Slik er det også med spontane og vitenskapelige begreper.
Selv om Vygotskij skiller mellom spontane og vitenskapelige begreper, ser han altså de to formene i sammenheng; Spontane begreper blir ikke forstått som et forstadium som vi legger bak oss når vi har lært "å tenke vitenskapelig" - spontane begreper er en del av både voksne og barns tenkning, og kjennetegner en måte å tenke på som vi bruker når vi lærer noe nytt.
Vitenskapelige begreper farger de spontane begrepenes innhold og strukturerer dem, samtidig som vitenskapelige begreper næres av nye spontane begreper. Det som spesielt kjennetegner vitenskapelige begreper er imidlertid den abstrakte karakteren de har; vi kan ikke lære dem gjennom erfaringer, og må derfor beskrive nye vitenskapelige begreper med spontane begreper vi har fra før.
Det Vygotskij kaller høyere former for tenkning er således bare en liten del av vår tankevirksomhet som vi kan utføre innenfor visse områder der vi har utviklet et faglig språk - et nettverk av abstrakte betegnelser som vi ikke lenger trenger en erfaringsbasert omgivelse for å forstå (Vygotskij, 2008). Hovedforskjellen mellom spontane og vitenskapelige begreper ligger derfor i fraværet av et system, hevder Vygotskij. Begreper som får mening i lys av andre begreper blir en del av et system som gir mulighet til å tenke i språk. Spontane begreper, som er mer direkte koblet til konkrete objekter og fenomener er ikke avhengig av systemet på samme måte (Vygotskij, 2008). Vi bruker på den måten språk til å gjøre vår tenkning systematisk. det er et struktureringsverktøy som preger vår måte å tenke på, analogt med hvordan en hammer er verktøy som preger vår byggeskikk. Fordi fagene i skolen er bygget opp av slike begrepssystemer innebærer læring i skolen å utvikle vitenskapelige begreper.
3.1.2 Internalisering
Begrepet internalisering betegner det sosiale fundamentet i begrepsdanning. Fordi språket er et kulturelt fenomen er tenkning med vitenskapelige begreper først erfart i interaksjon med andre mennesker. Det er i handlingen - i bruken av vitenskapelige begreper, ordene får sin aktive betydning for oss. Dette er kort sagt innholdet i begrepene interpsykologiske og intrapsykologiske prosesser (Vygotskij, 2008). Spontane begreper er i stor grad knyttet til handling, og vi kan se dette gjennom et eksempel: Et barn peker på en ball, og sier "ballen", og strekker hendene frem: hun vil ha ballen. Når mor kommer barnet til hjelp forstår barnet ordets virkning - barnet er altså den siste som forstår betydningen av det hun sier og gjør;
ordet og får sin betydning i interaksjonen med den andre (Kozulin, 2008). Situasjonen viser hvordan barnet prøver seg frem med hvilken betydning ord har. På denne måten foregår språkutvikling først på et sosialt og fysisk plan.
Når elever skal lære vitenskapelige begreper står de imidlertid ovenfor en annen utfordring - de kan ikke finne mening i en naturlig kontekst av daglige handlinger. Vi kan derfor ikke snakke om handlinger som får begrep, men en omvendt utvikling; begreper som er vitenskapelige og abstrakte må brukes systematisk, og gradvis få sin betydning i handlingen.
Begrepet starter som ord nesten uten mening for eleven, men i samtalen kan elever bruke spontane begreper fra sin hverdagserfaring for å gi mening til det tomme begrepet. De første begrepene som barn tilegner seg betegnes som pseudobegreper. Denne formen kjennetegnes
ved bruk av begrepenes ordlyd, uten at barnet helt ser sammenhengene i det konseptet som begrepet betegner - betydningene er ennå ufullstendige (Vygotskij, 2008).
Pseudobegreper kan lyde som et vitenskapelig begrep, men er i realiteten bare på vei til å bli en del av et vitenskapelig vokabular. Ordet er fremdeles knyttet til elevens spontane erfaringer. Vygotskij (2008) beskriver innholdet i pseudobegreper som en novelle om et begrep, snarere enn vitenskapelig betydning (s.117). Begrepet blir forstått i lys av karakteristikker som kan kjennetegne det - begrepet er ikke satt i system med andre tilhørende vitenskapelige begreper. Her beskriver Vygotskij interaksjonen med andre som vesentlig del av utviklingen; gjennom samtalen blir begrepet først brukt for den andre før det får betydning for en selv. Det betyr at elever kan bruke begreper som "meiose" uten helt å kjenne innholdet i det eller hvordan det har sammenheng med andre relaterte begreper som
"mitose". Begrepet eleven bruker kan derfor tilsynelatende se ut som et ekte begrep, men i begrepet sin struktur er det fremdeles et kompleks, fordi det systemet av fagbegreper som hører til ikke er utviklet ennå. Kompleksbegrepet kan beskrives gjennom et eksperiment som Vygotskij utførte med barn: Barnet samler trekanter som er like, og ut fra dette ser det ut som om barnet kjenner til begrepet "trekant" og hva det innebærer. I virkeligheten har barnet derimot samlet trekantene på bakgrunn av den visuelle likheten. Den generelle ideen
"trekant" utvikler seg videre til å bli ekte begreper uten at barnet merker det, fordi ordlyden er den samme - barnet kan bruke det til en viss grad, men det blir mer abstrahert i sin form ved repetert bruk i interaksjonen med voksne - den generelle ideen om "trekant" vokser frem. På den måten kan læring av begreper betegnes som sosial, og barnet gjør ideen om trekant som et generelt begrep til sin i løpet av den sosiale prosessen. Dette er den prosessen som har fått navnet internalisering.
På tross av at begrepet internalisering kan lyde som om den abstrakte ideen fortrenger de enklere kjennetegnene ved tingen, kommer et generelt begrep om en ting i tillegg til det spontane begrepet; et begrep består av et stort nett av kjennetegn, som ligger på forskjellig abstraksjonsnivå. Vygotskij (2008) sammenlikner med et koordinatsystem; når vi hører et begrep, for eksempel "pattedyr" vil vi plassere begrepet på et punkt i koordinatsystemet, der alt vi forbinder med ordet er plassert - hvor i koordinatsystemet en starter bestemmer retningen for den videre bevegelsen i tenkningen.
Intellektuelle oppgaver, slik som sammenlikning krever orientering innenfor dette nettet. Det betyr at alle begreper kan beskrives på utallige måter ved hjelp av andre begreper i koordinatsystemet. På den måten styres ordbetydninger av loven om begrepenes ekvivalens.
Ekvivalensbegrepet poengterer i så måte hvordan internalisering ikke forstås som overføring av ideer mellom personer, fordi systemet ikke er likt for noen.
Ekvivalensbegrepet imøtegår således den kritikken internaliseringsbegrepet har vært utsatt for. Kritikken har gått ut på antydningen om en overgang fra "lavere" til "høyere" funksjoner som ligger i begrepet internalisering (Skodvin, 2008). Begrepet var ment å signalisere et syn på individet og kulturen som en gjensidig forbundet enhet, men kan ironisk nok forsterke avstanden mellom disse hvis det blir tolket som overføring. Vygotskij (2008) har i så måte blitt tolket på mange måter - jeg ser imidlertid internalisering som den prosessen der en person utvikler det koordinatsystemet som forbindes med et begrep, og dette følger prinsippet om begrepenes ekvivalens. Det er følgelig ikke tale om en overføring av ordbetydning mellom personer, men en leting etter betydninger som kan forklare - det er ordenes sense som utvikler seg og er derfor en del av både omgivelsene og den personlige oppfatningen av det (Rey, 2011). Det er således ikke ordbetydning i seg selv som internaliseres, men den måten språket gjør det mulig å systematisere den opplevde verden på (Vygotskij, 2008).
Internalisering innebærer på den måten en tolkning som foregår i handlingen, og i lys av ordmening som del av sense vil en slik tolkning foregå innenfor det semiotiske feltet (Goodwin, 2000).
I min tilnærming til Vygotskij sin teori om begrepsdanning fokuserer jeg på hvordan begreper kan hjelpe elever til å tenke systematisk. Tenkning i språk er imidlertid bare en liten del av vår tankevirksomhet, ifølge Vytotskij (2008). Å lære vitenskapelige begreper er med andre ord ikke abstrakt språklig tenkning i seg selv.
3.2 Det fenomenale i sosiokulturelt perspektiv
Sosiokulturell teori er en fruktbar tilnærming for denne studien, fordi den tilbyr et blikk for hvordan begrepsdanning skjer i sosial interaksjon. Studier som legger vekt på interaksjon som tale belyser en del av elevenes læringsprosess, men den materielle og kroppslige konteksten kommer noe i bakgrunnen for talen.
I denne studien skal elevenes fenomenale tilstedeværelse få større betydning. Jeg vil derfor belyse Vygotskijs intensjon om å skrive en holistisk teori om begrepsdanning, og denne ideen trer frem i hans begrep sense (Säljö, 2000). Den tilnærmingen jeg velger til begrepsdanning bringer derfor tilbake sensebegrepet til Vygotskij (2008), i tråd med Roth & Jornet (2017).
Sense innebærer en ide om ordenes mening som en del av et felt av betydninger som dannes i møtet mellom personlige, sosiale og materielle omgivelser. Med dette synet på mening i begreper er begrepsdanning en prosess som ligger i handlingen (Vygotskij, 2008).
Teori innenfor det kulturelle perspektivet som har fokus på handling, er opptatt av medierende verktøy, en tilnærming som rommer en studie av representasjoner. I denne tradisjonen holdes imidlertid et syn på kognisjon som distribuert ut til de medierende verktøyene, og neste del skal derfor handle om denne diskusjonen, og hvordan jeg forholder meg til den. Videre vil begrepet sense bli presentert.
3.2.1 En situert tilnærming til representasjoner som medierende verktøy I sosiokulturell teori blir representasjoner forklart som støtte for samtale - det er språket som strukturerer tankene (Roth & Jornet, 2013). Viderefortolkninger av Vygotskij har imidlertid beskrevet verktøy i seg selv som en bro mellom oss og vår forståelse. Det gir medierende verktøy en rolle som en kognitiv enhet på linje med vår intellektuelle virksomhet. Denne retningen innenfor teorien kan betegnes situert læringsteori, og representeres av teoretikere som Wertsch (1998), Säljö (2000) og Hutchins (1995).
I denne studien skal jeg se forholdet mellom representasjoner og tenkning som en dialog, i tråd med Roth & Jornets (2013) transaksjonsperspektiv på medierende verktøy. Et verktøy inviterer til bruk, og har et fast innhold, men hvordan det brukes og hvordan vi nærmer oss innholdet kan sammenliknes med en kunstners improvisasjon - tolkning av en representasjon vil sette den i nytt lys som bringer nye og uforutsette tolkninger (Ingold, 2010). Å bruke en representasjon er følgelig ikke bare vurderinger av det som er - den er også på veg til å bli noe annet i møte med personer. Denne tilnærmingen inviterer til en diskusjon rundt synet på kognisjon i forholdet mellom mennesker og verktøy.
Situert læringsteori forteller hvordan vårt møte med verden ikke forstås direkte, men er farget av praksis for tolkning og strukturering som vi har utviklet i kulturen; imellom oss og verden
